(优选)精细化学品现代分离与分析方法的发展趋势
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2020/8/20
电喷雾电离（ API Electrospray）
Charged Droplets
+ ++
-
+ - -++ -
++
+ +
Evaporation
Rayleigh Limit
Reached
+ +++
+-+--+-- +++
Analyte Ions
Solvent Ion Clusters
DetecBiblioteka Baiduor
MS
Mass Spectrometer
A B C D
Identification
5.1.1 气相色谱质谱联用仪(GC-MS)
气相色谱-质谱联用仪 (Agilent 7890A/5975C)
2020/8/20
气相色谱-三重四级杆质谱联用仪 （Thermos TSQ Quantum XLS）
+
+
++
大气压化学离子化（APCI）的特点
➢通常用于分析有一定挥发性的中等极性和弱极性 小分子化合物分析；
➢相较ESI对溶剂、流速和添加物的依赖性小； ➢适应高流量的梯度洗脱或高低水溶液变化的流动相； ➢通过调节离子源电压控制离子的碎裂（源内CID）测定化
合物结构。
2020/8/20
LC-MS技术的应用
液相色谱-三重四级杆质谱联用仪
2020/8/20
液相色谱-飞行时间质谱联用仪
LC-MS主要可解决如下几方面的问题：
不挥发性化合物分析测定； 极性化合物的分析测定； 热不稳定化合物的分析测定； 大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）
的分析测定；
2020/8/20
HPLC-MS仪器组成框架图
Ionic
IonSpray
APCI
Analyte Polarity
GC/MS
Neutral
101
102
103
104
105
Molecular Weight
2020/8/20
5.1 气相色谱－质谱联用
气相色谱-质谱联用的应用非常广泛。 从环境污染分析、食品香味分析鉴定到医 疗诊断、药物代谢研究等等，而且，气相 色谱-质谱联用是国际奥林匹克委员会进行 药检的有力工具之一。
色谱：化合物分离 质谱：纯物质结构分析 色谱-质谱联用：共同优点
1.0 DEG/MI
N
Sample
AD CB AC DB
HEWLETT PACKARD
5890
Gas Chromatograph (GC)
B
A
CD
Sample
Separation
HEWLETT 5972A PACKARD
Mass Selective
• 以大气压电离为接口的LC-MS技术已经 在药物、化工、临床医学、分子生物学 等许多领域中获得广泛的应用
Salts/Ion pairs
Neutrals
+
++--++
+
+++
+ +
+ +
++--++
++--++
准分子离子
+ 其他离子 试样离子
2020/8/20
电喷雾电离（ ESI）的特点
➢ 通常小分子得到[M+H]+ 、[M+Na]+ 或[M-H]-单电荷离子； ➢ 最软的电离技术，通常只产生分子离子峰，因此可直接
（优选）精细化学品现代分离 与分析方法的发展趋势
气质联用与液质联用的区别
• 气质联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器， 适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的 化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图， 可与标准谱库对比。
• 液质联用(LC-MS)主要可解决如下几方面的问 题：不挥发性化合物分析测定；极性化合物的 分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分 子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的 分析测定；没有商品化的谱库可对比查询，只 能自己建库或自己解析谱图。
2. 质谱图
总离子流图和质谱图的关系
5.1.3 应用实例
应用：苯烷基化反应产物的检测。
C6H6 + RBr
C6H5－R （R=C14H29）
仪器：HP 6890GC-5973 MS 气质联用仪；色谱柱为 HP-5MS弹性石英毛细管30m×250μm×0.25μm；载 气为氦气；电离方式为EI，离子源温度为230℃，电 子能量为70eV。
测定混合物； ➢ 生物大分子产生多电荷离子，其易形成多电荷离子的特
性可分析蛋白质和DNA等生物大分子； ➢ 通过调节离子源电压控制离子的碎裂（源内CID）测定化
合物结构。
2020/8/20
（2）大气压化学离子化（APCI）
样品液从由具有雾化气套管的毛细管端流出，经氮气流雾化， 通过加热管被气化，后经电晕尖端放电，溶剂分子被电离形 成溶剂离子，然后雾化气和这些溶剂分子与气态样品分子反 应，得到样品分子的准分子离子
2020/8/20
大气压化学电离（ APCI ）
Nebulizer gas High wattage heater
HPLC inlet
Vaporizer
Dielectric capillary
Corona discharge needle
2020/8/20
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
++
+
+
+ +
样品 高效液相色 谱仪
接口
真空系统
质量分析器
数据处理
接口的作用
➢将流动相及其样品气化
大气压离子化接口（API）
➢分离出去大量的流动相分子 • (1)电喷雾电离（ ESI）
➢完成样品分子的电离
• (2)大气压化学离子化(APCI)
2020/8/20
LC-MS电离源介绍 （1）电喷雾电离(ESI)
流出液在高电场下形成带电喷雾，在电场力作用下穿过气帘； 气帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶剂分子
气相色谱质谱联用仪(GC-MS)
关键点： 接口技术
GC-MS的“接口”：常采用喷射分子离子分离器 分。子分离器：除去载气，只让组分分子进入离子源。
GC-MS喷射分子分离器
喷射式分子分离器： 由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在
一真空室中，如图所示。
5.1.2 GC-MS谱图名称
1. 总离子流色谱图（Total Ion current chromatogram,TIC) 样品离子化后形成的各种离子（包括碎片离子） 流强度随时间变化的曲线。 横坐标：每种离子强度最大时对应的时间。 纵坐标：每种离子产生信号的强度。
气相色谱条件：进样口温度为310℃，接口温度为 280℃，进样量为0.2μl，流速为0.8mL/min，分流比 为50:1，柱温从100℃开始，以15℃/min升至300℃， 保持2min。
t/min
苯烷基化产物的总离子流图
m/e
十四烷基苯的质谱图
5.2 液相色谱－质谱联用
液质联用仪
液相色谱-三重四级杆质谱联用仪
电喷雾电离（ API Electrospray）
Charged Droplets
+ ++
-
+ - -++ -
++
+ +
Evaporation
Rayleigh Limit
Reached
+ +++
+-+--+-- +++
Analyte Ions
Solvent Ion Clusters
DetecBiblioteka Baiduor
MS
Mass Spectrometer
A B C D
Identification
5.1.1 气相色谱质谱联用仪(GC-MS)
气相色谱-质谱联用仪 (Agilent 7890A/5975C)
2020/8/20
气相色谱-三重四级杆质谱联用仪 （Thermos TSQ Quantum XLS）
+
+
++
大气压化学离子化（APCI）的特点
➢通常用于分析有一定挥发性的中等极性和弱极性 小分子化合物分析；
➢相较ESI对溶剂、流速和添加物的依赖性小； ➢适应高流量的梯度洗脱或高低水溶液变化的流动相； ➢通过调节离子源电压控制离子的碎裂（源内CID）测定化
合物结构。
2020/8/20
LC-MS技术的应用
液相色谱-三重四级杆质谱联用仪
2020/8/20
液相色谱-飞行时间质谱联用仪
LC-MS主要可解决如下几方面的问题：
不挥发性化合物分析测定； 极性化合物的分析测定； 热不稳定化合物的分析测定； 大分子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）
的分析测定；
2020/8/20
HPLC-MS仪器组成框架图
Ionic
IonSpray
APCI
Analyte Polarity
GC/MS
Neutral
101
102
103
104
105
Molecular Weight
2020/8/20
5.1 气相色谱－质谱联用
气相色谱-质谱联用的应用非常广泛。 从环境污染分析、食品香味分析鉴定到医 疗诊断、药物代谢研究等等，而且，气相 色谱-质谱联用是国际奥林匹克委员会进行 药检的有力工具之一。
色谱：化合物分离 质谱：纯物质结构分析 色谱-质谱联用：共同优点
1.0 DEG/MI
N
Sample
AD CB AC DB
HEWLETT PACKARD
5890
Gas Chromatograph (GC)
B
A
CD
Sample
Separation
HEWLETT 5972A PACKARD
Mass Selective
• 以大气压电离为接口的LC-MS技术已经 在药物、化工、临床医学、分子生物学 等许多领域中获得广泛的应用
Salts/Ion pairs
Neutrals
+
++--++
+
+++
+ +
+ +
++--++
++--++
准分子离子
+ 其他离子 试样离子
2020/8/20
电喷雾电离（ ESI）的特点
➢ 通常小分子得到[M+H]+ 、[M+Na]+ 或[M-H]-单电荷离子； ➢ 最软的电离技术，通常只产生分子离子峰，因此可直接
（优选）精细化学品现代分离 与分析方法的发展趋势
气质联用与液质联用的区别
• 气质联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器， 适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的 化合物；用电子轰击方式（EI）得到的谱图， 可与标准谱库对比。
• 液质联用(LC-MS)主要可解决如下几方面的问 题：不挥发性化合物分析测定；极性化合物的 分析测定；热不稳定化合物的分析测定；大分 子量化合物（包括蛋白、多肽、多聚物等）的 分析测定；没有商品化的谱库可对比查询，只 能自己建库或自己解析谱图。
2. 质谱图
总离子流图和质谱图的关系
5.1.3 应用实例
应用：苯烷基化反应产物的检测。
C6H6 + RBr
C6H5－R （R=C14H29）
仪器：HP 6890GC-5973 MS 气质联用仪；色谱柱为 HP-5MS弹性石英毛细管30m×250μm×0.25μm；载 气为氦气；电离方式为EI，离子源温度为230℃，电 子能量为70eV。
测定混合物； ➢ 生物大分子产生多电荷离子，其易形成多电荷离子的特
性可分析蛋白质和DNA等生物大分子； ➢ 通过调节离子源电压控制离子的碎裂（源内CID）测定化
合物结构。
2020/8/20
（2）大气压化学离子化（APCI）
样品液从由具有雾化气套管的毛细管端流出，经氮气流雾化， 通过加热管被气化，后经电晕尖端放电，溶剂分子被电离形 成溶剂离子，然后雾化气和这些溶剂分子与气态样品分子反 应，得到样品分子的准分子离子
2020/8/20
大气压化学电离（ APCI ）
Nebulizer gas High wattage heater
HPLC inlet
Vaporizer
Dielectric capillary
Corona discharge needle
2020/8/20
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样品 高效液相色 谱仪
接口
真空系统
质量分析器
数据处理
接口的作用
➢将流动相及其样品气化
大气压离子化接口（API）
➢分离出去大量的流动相分子 • (1)电喷雾电离（ ESI）
➢完成样品分子的电离
• (2)大气压化学离子化(APCI)
2020/8/20
LC-MS电离源介绍 （1）电喷雾电离(ESI)
流出液在高电场下形成带电喷雾，在电场力作用下穿过气帘； 气帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶剂分子
气相色谱质谱联用仪(GC-MS)
关键点： 接口技术
GC-MS的“接口”：常采用喷射分子离子分离器 分。子分离器：除去载气，只让组分分子进入离子源。
GC-MS喷射分子分离器
喷射式分子分离器： 由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在
一真空室中，如图所示。
5.1.2 GC-MS谱图名称
1. 总离子流色谱图（Total Ion current chromatogram,TIC) 样品离子化后形成的各种离子（包括碎片离子） 流强度随时间变化的曲线。 横坐标：每种离子强度最大时对应的时间。 纵坐标：每种离子产生信号的强度。
气相色谱条件：进样口温度为310℃，接口温度为 280℃，进样量为0.2μl，流速为0.8mL/min，分流比 为50:1，柱温从100℃开始，以15℃/min升至300℃， 保持2min。
t/min
苯烷基化产物的总离子流图
m/e
十四烷基苯的质谱图
5.2 液相色谱－质谱联用
液质联用仪
液相色谱-三重四级杆质谱联用仪